如何用Java 8 Stream按元素比较两个列表并优化代码？

这是一道算法任务：遍历两个列表a和b的对应元素，若a[i] > b[i]则Alice得1分；若a[i] < b[i]则Bob得1分；相等则双方不得分，最终返回包含Alice得分和Bob得分的列表[Alice得分, Bob得分]。

原始循环实现 #

public static List<Integer> compareTriplets(List<Integer> a, List<Integer> b) {
    int alice = 0;
    int bob = 0;
    for (int i = 0; i < a.size(); i++) {
        if (a.get(i) > b.get(i)) 
            alice++;
        else if (a.get(i) < b.get(i)) 
            bob++;
    }
    return Arrays.asList(alice, bob);
}

你尝试的Stream实现 #

public static List<Integer> compareTriplets(List<Integer> a, List<Integer> b) {
    Integer[] result = {0, 0};
    IntStream.range(0, Math.min(a.size(), b.size()))
            .map(i -> a.get(i).compareTo(b.get(i)))
            .forEach(i -> {
                if (i > 0) result[0]++;
                else if (i < 0) result[1]++;
            });
    return Arrays.asList(result);
}

更简洁优雅的Stream写法 #

写法一：分两次统计（高可读性）

这种写法逻辑直观、代码简洁，适合列表规模不大的场景：

public static List<Integer> compareTriplets(List<Integer> a, List<Integer> b) {
    int size = Math.min(a.size(), b.size());
    int alice = (int) IntStream.range(0, size)
            .filter(i -> a.get(i) > b.get(i))
            .count();
    int bob = (int) IntStream.range(0, size)
            .filter(i -> a.get(i) < b.get(i))
            .count();
    return Arrays.asList(alice, bob);
}

写法二：单次遍历归约（函数式风格）

通过reduce操作在单次遍历中完成得分统计，避免外部可变容器：

public static List<Integer> compareTriplets(List<Integer> a, List<Integer> b) {
    int[] scores = IntStream.range(0, Math.min(a.size(), b.size()))
            .map(i -> a.get(i).compareTo(b.get(i)))
            .reduce(new int[]{0, 0}, (acc, cmp) -> {
                if (cmp > 0) acc[0]++;
                else if (cmp < 0) acc[1]++;
                return acc;
            }, (acc1, acc2) -> {
                acc1[0] += acc2[0];
                acc1[1] += acc2[1];
                return acc1;
            });
    return Arrays.asList(scores[0], scores[1]);
}

写法三：自定义收集器（复用性更强）

用自定义收集器封装得分统计逻辑，后续如需调整规则可直接修改收集器：

public static List<Integer> compareTriplets(List<Integer> a, List<Integer> b) {
    return IntStream.range(0, Math.min(a.size(), b.size()))
            .map(i -> a.get(i).compareTo(b.get(i)))
            .collect(Collector.of(
                    () -> new int[]{0, 0},
                    (acc, cmp) -> {
                        if (cmp > 0) acc[0]++;
                        else if (cmp < 0) acc[1]++;
                    },
                    (acc1, acc2) -> {
                        acc1[0] += acc2[0];
                        acc1[1] += acc2[1];
                        return acc1;
                    },
                    acc -> Arrays.asList(acc[0], acc[1])
            ));
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Denis